Programmation parallèle orientée objet et réutilisabilité appliquée à l'algèbre linéaire

Version finale du 28 janvier 2001.The primary thesis topic is to study how object-oriented technologies may bring to scientific applications all the benefits they bring to traditionnal sequential application like: better reuse and longer software life, design methodology, cleaner realization... The main scientific computing constraint, which is performance is kept in mind.After a survey of parallel and object-oriented programming concepts, the design and realization of a parallel linear algebra library is presented. We study two different object-oriented approaches. The first use C++// language, a concurrent object-oriented language derived from C++, which implements an active object model. The second is the use of MPI through a minimal object-oriented layer realized in C++.Both of them, raise problems, regarding performance and/or sequential/parallel reuse. We solve these problems.We propose a shared on read mecanism applicable to any active object model, showing its efficiency for our applications. The second approach leads us to the new concepts of matrix shapeand shaped matrices which enable us to reach our sequential/parallel reuse objectives.In the end, the implemented design enable us to instantiate both a sequential and parallel version of our linear algebra algorithms from the very same piece of code. The resulting parallel and sequential applications both exhibit satisfying performances.L'objectif de cette thèse est d'examiner comment les technologies orientées-objet peuvent apporter aux applications scientifiques tout ce qu'elles ont apporté dans la programmation des machines séquentielles: une meilleure réutilisabilité et pérennité des codes, des démarches méthodologiques de conception et de réalisation claires... La contrainte du calcul scientifique parallèle de ne pas sacrifier les performances devant être respectée.Après une revue des moyens de programmation parallèle et desconcepts objets, la conception et la réalisation d'une bibliothèque parallèle d'algèbre linéaire orientée-objet sont présentées. Nous étudions deux moyens de programmation parallèle, le premier, C++//, est un LAO parallèle à objets actifs dérivé de C++, le second est l'utilisation de MPI au travers d'une surcouche objet minimale.Ces deux approches objets posent des problèmes soit de performances soit de réutilisabilité séquentielle/parallèle qui sont présentés et résolus.Nous proposons notamment un mécanisme simple de partage en lecture pour les modèles à objets actifs, en montrant son utilité en terme de performances de nos applications. Suite à la seconde approche nous définissons les notions de formes de matrices et de matrices avec forme qui permettent d'atteindre nos objectifs de réutilisabilité séquentielle/parallèle.Au final, la conception et la réalisation permettent d'instancier, à partir du même code [séquentiel] d'algèbre linéaire, une version séquentielle et parallèle offrant des performances satisfaisantes